前混合磨料水射流切割金属火雷管研究.pdf

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1、2011年2月润滑与密封Feb．2011第36卷第2期LUBRICAT10NENGINEERINGVo1．36No．2DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2011．02．017前混合磨料水射流切割金属火雷管研究张沙龚烈航王稳华(解放军理工大学江苏南京210007)摘要：磨料水射流切割作业具有高能、冷态、点割、非接触等特点，在有防爆要求的危险场合下进行切割作业有独特的优势。分析磨料水射流切割雷管金属外壳的磨损机制，并分析磨料水射流切割雷管的安全性；运用前混合磨料水射流对工程中

2、常见的金属火雷管进行冷切割实验，取得了预期的效果。关键词：前混合；磨料水射流；火雷管；切割中图分类号：U415文献标识码：A文章编号：0254—0150(2011)2—072—4ResearchonCuttingMetalFlashDetonatorbyPre．mixedAbrasiveWaterJetZhangShaGongLiehangWangWenhua(PLAUniversityofScienceandTechnology，NanjingJiangsu210007，China)Abstr

3、act：Asabrasivewaterjethascharacteristicsofhigh—energy，cold，point—cuttingandnon—contactetc，ithasuniqueadvantagetocutunderthedangerousoccasionthathastherequirementofanti—explosion．Thewearmechanismofcuttingrelatedplasticmaterialsuchasmetalflashdetonator

4、shellwasresearched，thesecurityofcuttingmetalflashdetonatorusingpre—mixedabrasivewaterjetwasdiscussed，thecuttingexperimentsonmetalflashdetonatorusingpre—mixedabrasivewaterjetwerecarriedout．Expectedeffectwasgotintheexperiments．Keywords：pre·mixed；abrasi

5、vewaterjet；flashdetonator；cut目前常用的切割技术主要有氧气切割、等离子弧具有一定冲击动能的磨料颗粒冲击塑性材料时，切割和激光切割等⋯，都属于热加工，存在着热影响塑性材料在接触点首先产生弹性变形。继而，在接触区(HAZ)和热变形与热变性等，且不适合在那些面积中心处最大应力位置，材料开始进入塑性流动状严禁明火作业区域内进行切割作业。态，并随磨料颗粒动能的转换，塑性变形区进一步扩磨料水射流切割是利用压力数十至数百兆帕大，表面弹性变形部分将恢复，而塑性变形部分将保的高压水带动

6、特殊的工作介质——固体磨粒，通过孔留，形成冲击凹坑，如图1所示。此过程中产生的磨径很小的喷嘴以每秒数百米的高速度喷出，借助这种损为变形磨损。高速水射流动能的冲击作用来切割目标物的一种加工方法。磨料水射流切割作业时，无热、无烟、无火花，因此，在有防爆要求或易燃易爆的危险场合下进行切割作业也有独特的优势。三’一本文作者分析了磨料水射流切割雷管金属外壳的’磨损机制，并应用磨料水射流冷切割技术，成功对金属火雷管进行了切割排爆实验。1材料切割机制图1典型冲蚀坑侧切面示意图金属火雷管的外壳为铜，属于塑性材料

7、，本文首Fig1Cuttingsurfaceoftypicalrushedhollow先对磨料水射流切割塑性材料进行了机制研究。1．1冲蚀磨损机制如果尖角坚硬磨料颗粒以较小角度方向冲击塑性材料表面，冲击压力的垂直分量将使磨料颗粒压入塑性材料表面，如图2所示。同时，水平动能分量，将收稿日期：2010—08—10作者简介：张沙(198O一)，男，博士研究生，从事高压水射流使其沿大致平行于塑性材料表面的方向移动。塑性材切割研究工作．Email：zzzl122@sina．COla．料在磨料颗粒尖角水平移

8、动时，产生接触点的横向塑2011年第2期张沙等：前混合磨料水射流切割金属火雷管研究73性流动，从而切出一定数量的微体积塑性材料。这p：—(3j)，种塑性材料的微体积损失过程称为微切削磨损。"iTF由赫兹理论知，磨料颗粒与塑性材料接触面积中心处产生的最大表面应力值为平均应力的1．5倍，jll』JIII』即：====二P==1．5p(4)图2挤压模型在弹性变形极限内，最大表面应力值等于弹性负Fig2Extrudedmodel荷极限。联立式(3)和(4)可以得到塑性材料达到弹在前混合磨料水射流切割塑性